一、道路設計的基本步驟

1、道路是三維空間的實體，路線是道路中線的空間位置

路線平面：路線在水平方向的投影

路線的縱斷面：沿道路中線豎直剖切再行展開

中線上任意一點法向切面是道路在該點的橫斷面

2、道路設計過程中，先確定平面的線形，再進行縱斷面和橫斷面設計

平面線形由直線、圓曲線、緩和曲線三個要素組成

3、線性設計

公路平面線形設計

直線—緩和曲線—圓曲線—緩和曲線—直線

城市道路平面線形設計

直線—圓曲線—直線

4、道路平面線形要素

行駛中汽車的導向輪與車身縱軸之間的關系→汽車行駛軌跡

角度為零→曲率為零→直線

角度為常數(shù)→曲率為常數(shù)→圓曲線

角度為變數(shù)→曲率為變數(shù)→緩和曲線

現(xiàn)代道路平面線形正是由上述三種基本線形構成的，稱為平面線形三要素。

二、直線

1、優(yōu)點

線形直捷，布設方便，行車視距良好，行車平穩(wěn)

2、缺點

不能適應地形變化，不便于避讓障礙，直線過長容易使駕駛員產(chǎn)生麻痹而放松警惕，發(fā)生行車事故，夜間行車時，對向行車燈光眩目不利安全

（一）直線運用

1、直線的最大長度

在城鎮(zhèn)及附近或其它景色有變化的地點，大于20V是可以接受的，在景色單調(diào)的地點最好控在在20V以內(nèi)

2、直線的最小長度

當V≥60km/h時，同向曲線的直線最小長度為6V，反向曲線的最小長度不小于2V

3、注意的問題

長直線或長下坡盡頭的平曲線 ，必須采取設置標志、增加路面抗滑能力等安全措施

長直線上坡不宜過長 ，直線上的縱坡一般應小于3%

長直線應與大半徑凹曲線配合為宜

（二）采用長直線線形應注意的問題

1、長直線宜與大半徑凹豎曲線組合使用

2、避免“斷背曲線”

三、圓曲線

1、優(yōu)點

布設方便，能很好地適應地形，避讓障礙，與地形配合得當可獲得圓滑、舒順、美觀的路線，又能降低工程造價

使行車景觀不斷變化，使駕駛員保持適度的警惕，增加行車安全性，也可起到誘導行車視線的作用

2、注意的問題

半徑不可過小而影響行車安全

（一）圓曲線的平面布設

1、圓曲線上技術代號

JD—交點（轉角點）

ZY—直圓（圓曲線起點）

QZ—曲中（圓曲線中點）

YZ—圓直（圓曲線終點）

（二）圓曲線的幾何要素及主點樁號里程計算

1、幾何要素

2、曲線主點樁號里程計算

3、曲線主點樁計算校核

（三）圓曲線半徑

1、汽車在圓曲線路段行駛時會產(chǎn)生離心力F

2、曲線半徑指標

（四）橫向力系數(shù)μ的取值

1、意義

橫向力系數(shù)表示單位車重所受到的橫向力（離心力）

其值越大對行車越不利

2、取值大小的決定因素

行車安全：確保行車不產(chǎn)生橫向滑移

操作方便、行車經(jīng)濟

行車平穩(wěn)、舒適

3、取值

一般取

為控制值

（五）公路圓曲線最小半徑

1、三種平曲線最小半徑

一般最小半徑：通常情況下推薦采用的最小半徑值

極限最小半徑

能保證按設計速度行駛的車輛安全行駛的最小半徑

不設超高最小半徑

當路線的半徑大到一定值時，即使汽車在曲線的外側時，也能獲得足夠的安全性和很好的舒適性

四、緩和曲線

1、定義

在直線與圓曲線、圓曲線與圓曲線之間設置的曲率連續(xù)變化的曲線

2、特點

易于適應地形，能很好地與汽車行駛軌跡相適應，使線形連續(xù)、美觀，但緩和曲線計算、布設較繁瑣

（一）緩和曲線的性質

路線設計符合汽車轉彎時的行駛軌跡，插入緩和曲線，使整條曲線的曲率形成一個連續(xù)變化的過程。

汽車以等速轉彎時，行駛軌跡曲線上任意一點所對應的曲率半徑與行駛的距離（弧長）成反比，這一行駛軌跡特性正好與數(shù)學上回旋線方程性質相同。

回旋線作為緩和曲線

（二）帶緩和曲線的平曲線平面布設

緩和曲線中心角

曲線內(nèi)移值

曲線切線增長值

（三）設有緩和曲線的平曲線主點樁技術代號

JD—交點（轉角點）

ZH—直緩（第一緩和曲線起點）

HY—緩圓（第一緩和曲線終點）

QZ—曲中（曲線中點）

YH—圓緩（第二緩和曲線起點）

HZ—緩直（第二緩和曲線終點）

（四）平曲線幾何要素計算

（五）平曲線主點樁里程計算

曲線主點樁里程計算

曲線主點樁里程校核

五、曲線超高

1、定義

為抵消車輛在平曲線路段上行駛時所產(chǎn)生的離心力，而在該路段橫斷面上設置的外側高于內(nèi)側的單向橫坡

2、作用

用車重產(chǎn)生的向內(nèi)水平分力來抵消部分離心力，以利于行車安全與穩(wěn)定

3、設置要求

當曲線半徑小于表2-20或表2-23中規(guī)定的不設超高最小半徑時，均應設置超高

（一）平面曲線實例

1、超高橫坡度計算

2、車速的調(diào)整

設計車速與實際車速之間的調(diào)整

3、超高值計算式

4、超高計算值取值要求

任意半徑超高橫坡度不得大于極限超高橫坡度

，又不得小于路拱橫坡度

（二）全超高橫坡度

公路最大超高橫坡度

城市道路最大超高橫坡度

（三）超高的過渡

平曲線路段超高緩和段的布置

當圓曲線上超高值和緩和段長度一定后，超高緩和應在全長上布設

在設計中應根據(jù)超高變化情況，計算出任意斷面上路肩兩側邊緣及路中點對原設計標高（未加寬前路肩邊緣標高）的相對高差，為施工放樣提供依據(jù)

（四）公路超高設置方式

無中間帶的公路

1、超高橫坡等于路拱橫坡

外側車道繞路中線旋轉，直至超高橫坡

2、超高橫坡大于路拱橫坡

第一種：繞車道內(nèi)側邊軸旋轉

第二種：繞中軸旋轉

第三種：繞車道外側邊軸旋轉

有中間帶的公路超高設置方式

1、繞中間帶的中心線旋轉

2、繞中央分隔帶邊緣旋轉

3、繞各自行車道中線旋轉

（五）城市道路超高布置方式

城市道路超高方式應根據(jù)地形狀況、車道數(shù)、超高橫坡值、橫斷面形式、便于排水、路容美觀等因素決定

單幅路及三幅路機動車道宜繞中軸旋轉；雙輻路及四幅路機動車道宜繞中央分隔帶邊緣旋轉，使兩側車行道各自成為獨立的超高橫斷面

六、曲線加寬

1、加寬值確定

汽車輪跡需要

汽車行駛擺動需要

2、加寬值計算

3、加寬值選用規(guī)定

當圓曲線半徑大于250m時，可不設加寬

曲線路段加寬宜布置在彎道內(nèi)側

各級公路的路面加寬后，路基也應相應加寬

（一）公路規(guī)范對加寬類別選用

高速公路、一級公路、二級公路及設計速度為40km/h的三級公路應采用第三類加寬值。

對不經(jīng)常通行集裝箱、半掛車的公路，可采用第二類加寬值。

四級公路和設計速度30km/h的三級公路可采用第一類加寬值。

（二）城市道路加寬值

（三）加寬緩和段

1、加寬緩和段的長度

加寬所需要的最小長度

在不設緩和曲線或超高緩和段時，加寬緩和段長度應按漸變率1：15且不小于20米的要求設置

設置緩和曲線或超高緩和段時，加寬緩和段長度采用與緩和曲線或超高緩和段長度相同的數(shù)值

不設緩和曲線，加寬緩和段長度取超高緩和段長度，漸變率不小于1：15，且長度不小于10米

2、加寬過度方式

按直線比列加寬

高次拋物線加寬

七、緩和段設置

1、緩和段

為了使行車能夠安全、平穩(wěn)、順利地由直線向曲線、由大半徑曲線向小半徑曲線行駛所設置的過渡段

2、設置目的

為消除行車轉彎時曲率突變，使行車能從容、順適地進行曲率變化而設置的曲線緩和過渡段為緩和曲線

為使行車平穩(wěn)、順適地進行橫坡變化而設置的超高變化過渡段為超高緩和曲線

為適應行車軌跡，順適地進行寬度變化而設置的加寬過渡段為加寬緩和段

3、類型

緩和曲線、超高緩和段、加寬緩和段

（一）緩和段長度

1、離心加速度變化的緩和長度

2、操縱時間要求緩和段長度

3、超高變化要求緩和段長度

一般根據(jù)三方面緩和段長度的計算結果，取其中最長的并按5倍數(shù)取整后作為緩和段長度

八、平曲線長度

1、平曲線最小長度計算

取一般駕駛員能從容操作方向的（左右轉動方向）時間為6S

2、相關規(guī)定

小偏角時的平曲線長度

當?shù)缆忿D角小于7°時，為防止駕駛員在視覺上產(chǎn)生急彎錯覺，而導致操縱失誤，應設較長的平曲線

相關規(guī)定

九、平曲線形的連接

平面線形設計整體上盡可能順直，選擇曲線半徑盡可能大些，應與自然地形等高線相適應為宜。

在橋梁、隧道內(nèi)部與進出口路段和平面交叉口前后路段 ,應采用直線為宜。

長直線盡頭不得設置小半徑曲線

直線長度L<500m時，最小半徑R=L

直線長度L≥500m時，最小半徑R=500

一般平面線型設置的轉角不宜小于 10°

十、平面視距

1、定義

為了行車安全，保證駕駛員能隨時看到前方一定距離的道路路段，發(fā)現(xiàn)道路上的障礙、迎面來車，及時采取制動或避讓措施，所必須的是最短路段距離

2、運用

在平面線形和縱斷面線形設計中，都應有足夠的行車視距

3、平面視距分類

停車視距、會車視距、超車視距

4、行車視距不足主要發(fā)生在下述幾種場合

（1）道路平面上的暗彎，即處于挖方路段的彎道和內(nèi)側有障礙物的彎道，見圖a

（2）縱斷面上的凸型豎曲線，見圖b

（3）下穿式立體交叉的凹型豎曲線，見圖c

5、視距相關規(guī)定

6、公路視距的運用

高速公路和一級公路滿足停車視距的要求

二、三、四級公路，應滿足會車視距的要求，在工程特別困難或受其他限制地段，可采用停車視距，但必須采取分道行駛措施

對向行駛的雙車道公路，應根據(jù)需要并結合地形，在適當?shù)木嚯x內(nèi)設置具有超車視距的路段

積雪冰凍地區(qū)的道路，停車視距應適當增長

以大型車為主的公路，應按貨車停車視距進行檢驗

7、彎道內(nèi)側視距的保證

清除彎道內(nèi)側一定范圍的障礙物

最大橫凈距的確定

解析法

幾何法

視距包絡圖

8、開挖視距臺

計算出凈橫距以后，按比例在各樁號的橫斷面圖上畫出視距臺，以供施工放樣。

十一、路線平面圖繪制步驟

1、確定比例。

公路工程一般山嶺地區(qū)采用1：2000，丘陵平原地區(qū)采用1：5000。

2、城市道路一般采用1：1000或1：500。

3、根據(jù)直線、曲線、轉角一覽表，按比例繪制道路中線圖。

4、在道路中線圖上標注出起點、里程表樁、百米樁、曲線主點樁、橋涵與人工構造物樁號位置。

5、按比例勾繪道路中線左右各100～200m范圍內(nèi)的地形等高線，標注地物、地貌、建筑物與構造物位置和名稱。

6、對于城市道路平面圖，應在現(xiàn)狀地形圖上，繪出道路設計紅線、中線、行車道與人行道的分界線，并繪出分隔帶、綠化帶、交通島、沿街建筑及出入口位置與外形。

7、整理、修正（等高線、地物、建筑物、構筑物等）圖紙

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